模塊一身邊的化學(xué)物質(zhì)

專題一空氣氧氣

課I標(biāo)I要I求I

1.了解空氣的主要成分，認(rèn)識(shí)空氣對(duì)人類生活的重要作用。

2.知道氧氣能跟許多物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。

3.能結(jié)合實(shí)例說(shuō)明氧氣、二氧化碳的主要性質(zhì)和用途。

4.初步學(xué)習(xí)氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取方法。

名師考點(diǎn)精講

（防治］~qt主要成分及用途）

見。2分解）

【固液常溫型片［助嬴性］

T裝'置）【原’理｝

KMn（）4分解

（固固加熱型）一qKa。,分解）

考點(diǎn)1空氣［5年5考］

1.空氣的主要成分及用途

空氣的成

體積分?jǐn)?shù)主要用途

分

①制造硝酸和氮肥;②用作保護(hù)氣，如食品包裝袋中充氮?dú)庖苑栏瑹襞葜谐涞獨(dú)庖匝娱L(zhǎng)使

氮?dú)猓∟2）78%

用壽命;③液氮作制冷劑

氧氣（。2）21%①用于金屬切割、煉鋼等;②供給動(dòng)植物呼吸，如用于醫(yī)療急救、潛水等

①制成多種用途的電光源，如霓虹燈、航標(biāo)燈等;②用作保護(hù)氣;③用于激光技術(shù);④氮可用

稀有氣體0.94%

于制造低溫環(huán)境

二氧化碳

①植物光合作用;②固態(tài)二氧化碳一"干冰”可用于人工降雨;③滅火

（C02）0.03%

其他氣體

0.03%—

和雜質(zhì)

2.造成空氣污染的主要污染物是有害氣體和煙塵。其中，有害氣體主要指?氧化碳、二氧化氮和

二氧化硫等。

特別提醒

二氧化碳能引起溫室效應(yīng)，但其不是空氣污染物。正是因?yàn)橛辛藴厥倚?yīng)，全球平均地表溫度才提高

到目前適合人類生存的15°C。

3.隨著工業(yè)的發(fā)展，空氣污染日益嚴(yán)重。空氣污染的主要來(lái)源包括化石燃料的燃燒、工廠排放的廢

氣、汽車排放的尾氣和秸稈焚燒等;空氣污染的主要危害有損害人體健康、影響作物生的、破壞生

態(tài)平衡等。為了使天空更藍(lán).人類正在積極行動(dòng),保護(hù)空氣的措施主要有加強(qiáng)大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè).改善環(huán)境

狀況,使用清潔能源，積極植樹、造林、種草等。

典例1（2021?湖南郴州）有關(guān)空氣說(shuō)法正確的是（）

A.空氣成分主要有N2、02、稀有氣體

B.大氣污染物主要有SO2、NCh、C02

C.氮?dú)庥糜诖艖腋×熊?/p>

D.常溫下，氧氣能與碳發(fā)生反應(yīng)

【解析】空氣成分主要有氮?dú)猓w積分?jǐn)?shù)為78%）、氧氣（體積分?jǐn)?shù)為21%）,稀有氣體的含量很少（體積分

數(shù)為0.94%）,A項(xiàng)錯(cuò)誤;CO2不屬于空氣污染物,SO?和N02是空氣污染物,易再成酸雨,B項(xiàng)錯(cuò)誤;氮?dú)庥糜?/p>

磁懸浮列車，是利用液氮作制冷劑，保持磁懸浮列車的超導(dǎo)體低溫C項(xiàng)正確;碳與氧氣在點(diǎn)燃的條件下才

能發(fā)生反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【答案】C

針對(duì)訓(xùn)練

1.（2021?蕪湖一模）下列做法不符合“踐行綠色生活”理念的是（B）

A.對(duì)生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生的垃圾進(jìn)行分類

B.加高化工廠的煙囪排放廢氣，防止形成酸雨

C.在煤炭中加入固硫劑減少酸雨產(chǎn)生

D.淘汰高耗能行業(yè)

考點(diǎn)2空氣中氧氣含量的測(cè)定［5年1考］

1.實(shí)驗(yàn)原理

紅磷在密閉容器中燃燒，消耗氧氣生成五氧化二磷（巳。5）固體.使密閉容器中的壓強(qiáng)減小，在外

界大氣壓的作用下，燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶中，進(jìn)入集氣瓶中的水的體積即為消耗氧氣的體積。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的《

考點(diǎn)3氧氣的性質(zhì)［5年3考］

1.氧氣的物理性質(zhì)

物理性質(zhì)結(jié)論或推論

①無(wú)色、無(wú)味的氣體；

①呼吸的空氣中含有氧氣；

②密度比空氣略

②登山運(yùn)動(dòng)員在攀登高山時(shí)帶氧氣瓶，說(shuō)明高山地區(qū)氧氣稀薄；

工；

③水生動(dòng)物能在水中生活

③不易溶于水

氧氣的三態(tài)變化:氣態(tài)氧為無(wú)色，液態(tài)氧呈淡藍(lán)色，固態(tài)氧為淡藍(lán)色雪花狀

2.氧氣的化學(xué)性質(zhì)

（1）氧氣的助燃性:帶火星的木條在氧氣中能夠復(fù)燃，說(shuō)明氧氣能_支持燃燒。

帶火星空號(hào)/

哨一片

（2）常見物質(zhì)在空氣或氧氣中的燃燒：

①木炭的燃燒：

浮

f不同點(diǎn)」在空氣中:木炭紅熱'無(wú)煙、無(wú)焰

2在氧氣中:劇烈燃燒，發(fā)出白光

a.現(xiàn)象《1

相同點(diǎn):放熱，都生成能使澄清石灰水變渾濁

、的氣體

b.化學(xué)方程式：C+O?CO?（完全燃燒）；2C+O?2co_（不完全燃燒）。

②硫的燃燒：

'（在空氣中:發(fā)出微弱的淡藍(lán)色火焰

不同點(diǎn)，在氧氣中:燃燒得更旺，發(fā)出藍(lán)紫

a.現(xiàn)象.色火焰

相同點(diǎn):放熱,都能生成一種具有刺激性氣味

【的氣體

b.化學(xué)方程式：S+O?SO?。

注意:在集氣瓶瓶底放少量水或氫氧化鈉溶液.吸收生成的二氧化硫氣體.防止污染空氣。

③磷的燃燒：

a.現(xiàn)象:在空氣中劇烈燃燒，放出大量的熱,產(chǎn)生大量的」15L；在氧氣中燃燒得更劇烈。

b.化學(xué)方程式：4P+5O,2PQ5。

注意:在集氣瓶瓶底放少量水，目的是吸收生成的五氧化二磷，防止污染空氣。

④鐵絲的燃燒：

百

，在空氣中:鐵絲紅熱，不能燃燒

a.現(xiàn)象，在氧氣中：劇烈燃燒，火星四射，放出熱扇,

生成黑色固體

b.化學(xué)方程式：3Fc+2ChFaO,（氧氣中）。

注意:在集氣瓶瓶底放少量水或鋪一層」防止高溫熔融物濺落而使集氣瓶瓶底炸裂。

⑤鎂的燃燒：

a.現(xiàn)象:在空氣中，劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光.放出熱量.生成白色固體:在氧氣中.燃燒得更劇

烈。

b.化學(xué)方程式：2Mg+Ch2M?()o

易錯(cuò)警示

描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)的注意事項(xiàng)

(1)不能把生成物的名稱當(dāng)作現(xiàn)象來(lái)描述,如描述鐵絲在氧氣中的燃燒現(xiàn)象時(shí)不能描述為有黑色固

體四氧化三鐵生成。(2)描述要全面。(3)注意“煙”和“霧”的區(qū)別?！盁?'是固體小顆粒在空氣中擴(kuò)散產(chǎn)生

的現(xiàn)象，如紅磷燃燒產(chǎn)生白煙;“霧”是小液滴在空氣中擴(kuò)散產(chǎn)生的現(xiàn)象，如打開盛有濃鹽酸的試劑瓶的瓶

塞，產(chǎn)生白霧。

典例2(2021?廬江模擬)下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述不正確的是()

A.鎂條在空氣中燃燒發(fā)出耀眼白光,生成白色固體

B.紅磷在氧氣中燃燒時(shí)，生成大量白煙

C.硫在氧氣中燃燒，產(chǎn)生藍(lán)紫色火焰，生成SO2氣體

D.銅粉在空氣中加熱由紅色變成黑色

【解析】描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，不能把生成物的名稱當(dāng)作現(xiàn)象來(lái)描述。因此，硫在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)該

是發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰，生成具有刺激性氣味的氣體,C項(xiàng)錯(cuò)誤。

【答案】C

針對(duì)訓(xùn)練

2.下列關(guān)于氧氣的性質(zhì)和用途的說(shuō)法正確的是(D)

A.氧氣能助燃，可作燃料

B.木炭在空氣中劇烈燃燒，發(fā)出白光

C.細(xì)鐵絲在空氣中可劇烈燃燒，火星四射

D.氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的氣體,在一定條件下可與多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

考點(diǎn)4氧氣的制?。?年3考］

1.氧氣的工業(yè)制法

以空氣為原料,根據(jù)液態(tài)氧和液態(tài)氮的沸點(diǎn)不同,分離液態(tài)空氣制取氧氣，該過(guò)程發(fā)生的是物理

變化。

2.氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取(詳見實(shí)驗(yàn)突破欄目)

Mn()o

⑴分解過(guò)氧化氫法----FH2O+O2T。

(2)加熱高鋸酸鉀法:2KMnC>4—QMnOa+MnCh+ChT。

Mn(),

(3)加熱氯酸鉀法:2KCIC>3△2KC1+3O2T。

3.催化劑

（1）在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒

有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑（又叫觸媒）。催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫做催化作用。

特別提醒

催化劑的特點(diǎn)

（1）“一變兩不變"'一變''是指改變其他物質(zhì)的反應(yīng)速率，包括加快和減慢,不能只理解為加快;“兩不

變''是指催化劑本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不發(fā)生改變。（2）催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不影

響反應(yīng)能否進(jìn)行以及反應(yīng)后生成物的質(zhì)量。（3）同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，可能有不同的催化劑。

（2）影響過(guò)氧化氫分解速率的因素及規(guī)律：

因素規(guī)律

溫度溫度越高,反應(yīng)速率越快

反應(yīng)物濃度反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越快

反應(yīng)物間的

反應(yīng)物間的接觸面積越大,反應(yīng)速率越快

接觸面積

催化劑不同的催化劑，對(duì)反應(yīng)速率的影響不同;一般來(lái)說(shuō)，催化劑的用量越多，反應(yīng)速率越快

典例3如圖是實(shí)驗(yàn)室制取氣體的常見裝置，回答有關(guān)問題。

ABCDE

（1）寫出裝置B中任一儀器的名稱:。

（2）寫出化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中選用裝置A制取氧氣的化學(xué)方程式:;為

獲得較干燥的氧氣,可選用（填字母序號(hào)）作為收集裝置，其驗(yàn)滿的方法

為。

（3）實(shí)驗(yàn)室用足量的過(guò)氧化氫和二氧化錦在裝置B中制取氧氣,發(fā)現(xiàn)一開始能使帶火星的木條復(fù)燃，但很

快燃著的木條熄滅，原因可能是_

_________________________________，改進(jìn)方法:o

【解析】（1）裝置B中的儀器有錐形瓶和長(zhǎng)頸漏斗。（2）因裝置A中試管口處有棉花團(tuán)，故裝置A制取氧

氣的化學(xué)方程式為2KMnO4LMnCh+MnCh+CM；為獲得較干燥的氧氣，應(yīng)采用向上排空氣法，故采用

裝置E收集氧氣,驗(yàn)滿的方法為將帶火星的木條放在b導(dǎo)管口處，若木條復(fù)燃，則氧氣已收集滿。（3）由題

意可知，過(guò)氧化氫足量，則產(chǎn)生的氧氣足量，帶火星的木條一開始復(fù)燃，后又熄滅，可能的原因是反應(yīng)速率過(guò)

快,反應(yīng)放熱產(chǎn)生大量的水蒸氣，使燃著的木條熄滅，可改用分液漏斗逐滴加入過(guò)氧化氫溶液，控制反應(yīng)的

速率,或改用濃度較小的過(guò)氧化氫溶液。

【答案】（1）長(zhǎng)頸漏斗（或錐形瓶）

(2)2KMnO4LMnOj+MnCh+ChTE將帶火星的木條放在b導(dǎo)管口處,若復(fù)燃，則收集滿

(3)反應(yīng)速率過(guò)快，放熱產(chǎn)生大量的水蒸氣，致使木條很快熄滅改用分液漏斗逐滴加入過(guò)氧化氮溶液，控

制反應(yīng)的速率，減少水蒸氣的產(chǎn)生(或改用濃度較小的過(guò)氧化氫溶液，合理即可)

針對(duì)訓(xùn)練

3.(2019?安徽)某興趣小組對(duì)KC1O3分解反應(yīng)的催化劑進(jìn)行研究，在相同的加熱條件下，用如圖裝置完成表

中實(shí)驗(yàn)：

KC1O3催化劑收集50mL

編號(hào)催化劑

質(zhì)量/g質(zhì)量/g所需時(shí)間/s

實(shí)驗(yàn)15一一171

實(shí)驗(yàn)25MnC)20.549

實(shí)驗(yàn)35Fez。？0.558

實(shí)驗(yàn)45KCI0.5154

(1)設(shè)置實(shí)驗(yàn)1的目的是對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

(2)表中所列3種催化劑中催化效果最佳的是MnO?。

(3)寫出KC1O3分解的化學(xué)方程式：2KClCh2KC1+302T(合理即可)。

(4)由實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)4可知,KC1有(填“有''或"無(wú)")催化作用。維持加熱條件不變,用實(shí)驗(yàn)1繼續(xù)收集

50mLCh,所需時(shí)間明顯少于171s.解釋原因：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成的催化劑KCI越來(lái)越多(合理即

可)。

(5)要比較KC1CH分解反應(yīng)中不同催化劑的催化效果，除了測(cè)量收集50mLCh所需時(shí)間外,還可以測(cè)量相

同時(shí)間內(nèi)收集的氧氣體積(合理即可)。

實(shí)驗(yàn)突破

實(shí)驗(yàn)一空氣中氧氣含量的測(cè)定

1.實(shí)驗(yàn)裝置

2.實(shí)驗(yàn)原理

紅磷在密閉容器中燃燒，消耗空氣中的氧氣生成固體五氧化二磷，使密閉容器中的壓強(qiáng)減小，在外界大氣

壓的作用下，燒杯中的水被壓入集氣瓶，進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)的水的體積約等于消耗氧氣的體積。反應(yīng)的化學(xué)方

程式:4P+5O2誓2P2O5。

3.實(shí)驗(yàn)步驟

(1)在集氣瓶?jī)?nèi)加入少量水，并將水面上方空間分為5等份。

(2)用彈簧夾夾緊膠皮管，點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后，立即伸入集氣瓶中并塞緊橡膠塞，觀察紅磷燃燒的現(xiàn)象。

(3)待紅磷熄滅且裝置冷卻至室溫后，打開彈簧夾，觀察現(xiàn)象。

4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

(1)紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙。

(2)裝置冷卻至室溫后，打開彈簧夾，燒杯中的水倒流入集氣瓶中，集氣瓶?jī)?nèi)水面上升的體積約占原容器中

空氣體積的，

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

空氣中氧氣的體積約占空氣體積的支

6.誤差分析

誤差原因注意事項(xiàng)

彈簧夾沒夾緊，紅磷燃燒

時(shí)集氣瓶?jī)?nèi)空氣受熱膨彈簧夾要夾緊

測(cè)量

脹,順著導(dǎo)管逸出

結(jié)果

燃燒匙伸入過(guò)慢,裝置內(nèi)

偏高

的氣體受熱逸出,導(dǎo)致進(jìn)點(diǎn)燃紅磷后燃燒匙應(yīng)快速伸入集氣瓶

入瓶中的水的體積偏大

紅磷不足,氧氣不能被耗

紅磷要足量

盡

裝置漏氣,使裝置外的空

實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查裝置的氣密性

氣進(jìn)入集氣瓶中

測(cè)量

未冷卻至室溫就打開彈簧

結(jié)果

夾，裝置內(nèi)氣體溫度偏高，

偏低待集氣瓶冷卻至室溫后再打開彈簧夾

壓強(qiáng)偏大,導(dǎo)致進(jìn)入瓶中

的水的體積偏小

燃燒至一定程度時(shí)，瓶?jī)?nèi)

尋找新的藥品(鐵粉、鐵絲絨)

氧氣濃度較低，紅磷不能

繼續(xù)燃燒,氧氣未消耗完

7.實(shí)驗(yàn)反思

用其他藥品代替紅磷時(shí)應(yīng)該滿足什么條件？

（1）能與空氣中的氧氣反應(yīng)而不能與空氣中的其他物質(zhì)反應(yīng)。

分析:若選用的物質(zhì)能與空氣中的其他物質(zhì)反應(yīng)（如鎂能與02、N2、CO2反應(yīng)），則集氣瓶?jī)?nèi)減少的氣體體

積不只是02的體積，會(huì)使測(cè)量結(jié)果偏高。

（2）物質(zhì)與氧氣反應(yīng)的生成物不是氣體，或生成的氣體能被集氣瓶中的液體吸收。

分析:若選用的物質(zhì)與氧氣反應(yīng)生成氣體，如木炭、硫粉等，則會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)后集氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)無(wú)明顯變化，使

測(cè)得的結(jié)果偏差較大。改進(jìn)實(shí)驗(yàn):用NaOH溶液代替集氣瓶中的水。

8.改進(jìn)裝置

針對(duì)訓(xùn)練

（2021?山東東營(yíng)）如圖是測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)。對(duì)該實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)不正確的是（B）

A.要等到裝置冷卻至室溫后再讀數(shù)，否則測(cè)定結(jié)果偏小

B.該實(shí)驗(yàn)中的銅粉換成鐵粉無(wú)法達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

C.將裝置1中的氣球更換為注射器（見裝置2）,可使空氣與銅粉接觸更充分，數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確

D.正確操作情況下，反應(yīng)消耗氧氣的體積應(yīng)該是反應(yīng)前注射器內(nèi)氣體和玻璃管內(nèi)氣體體積總和的］

【解析】在加熱的條件下，鐵也能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成鐵的固體氧化物,因此該實(shí)驗(yàn)中的銅粉換成鐵

粉也能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?B項(xiàng)錯(cuò)誤。

實(shí)驗(yàn)二氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取

1.氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取

過(guò)氧化氫溶液氯酸鉀和

藥品高鋅酸鉀

和二氧化鎰二氧化鋅

△

Mn(X2KMnOMnO：

反應(yīng)4

2H2O2----------2KCIO3△

原理K2M11O4+

2H2O+O2T2KC1+3O2T

MnOz+OzT

藥品

固體+液體固體固體+固體

狀態(tài)

反應(yīng)

常溫加熱加熱

條件

鋁

發(fā)生濟(jì)

小或小BJ1

裝置

1'.......

3

收集